Op 19 januari 1927 overleed Charlotte op 86-jarige leeftijd, na een longontsteking veroorzaakt door griep. Over haar laatste woorden op haar sterfbed zijn er verschillende versies die precies waren:
Volgens prins Michael van Griekenland zuchtte ze terwijl ze een rozenkrans vasthield en mompelde:
‘Mexico ‘( Mexique )
Volgens José Iturriaga De la Fuente:
‘Herinner het universum aan de mooie blondharige buitenlander. Als God het wil, worden we herinnerd met droefheid, maar zonder haat’
Volgens S. van Eckhaus:
‘Dat alles eindigde zonder succes ( Tout cela est fini et n’aboutira pas )’
Volgens Caroline de Bransner, een van haar hofdames, met betrekking tot het liggen op haar bed in plaats van op haar ligstoel, zoals ze wenste:
‘Ik heb me slecht uitgedrukt in woorden en ik zal er spijt van krijgen'( Je m’ai mal exprimée en paroles et j’en piitirai )
Drie dagen later, op 22 januari, werd haar kist onder zware sneeuwval gedragen door zes voormalige Belgische legionairs die de expeditie naar Mexico overleefden. Ze werd begraven in de Koninklijke Crypte van de Onze-Lieve-Vrouwekerk van Laken in aanwezigheid van Koning Albert I en zijn zonen, de Hertog van Brabant en de Graaf van Vlaanderen.
Op 25 januari werd in de kerk van Meise een uitvaartdienst gehouden in aanwezigheid van de hele Belgische koninklijke familie: koning Albert I, koningin Elisabeth, hun drie kinderen de hertog van Brabant, de graaf van Vlaanderen en prinses Marie-José, de hertogin van Brabant, de prins en prinses Napoleon, evenals prinses Clémentine. Een groot deel van Charlotte’s persoonlijke fortuin werd beheerd door koning Leopold II en werd uiteindelijk gebruikt om de koloniale onderneming van Congo te financieren.
Sinds 1902 had Charlotte de schilder Edwin Ganz ontvangen in haar domein van Bouchout, een specialist in het uitbeelden van paarden en dicht bij de koninklijke familie in het bijzonder prinses Clémentine. Na de dood van Charlotte bleef de kunstenaar de bijgebouwen van het kasteel bezetten tot aan zijn dood in 1948.
In 1938 kocht de Belgische Staat het kasteel van Bouchout met de bedoeling om de Nationale Botanische Tuin van België te vestigen, die te krap was geworden op de Brusselse site, en het land werd 20 jaar later ingehuldigd. Deze tuin kreeg in 2014 de naam Plantentuin Meise; het interieur van het kasteel is vanaf 1980 herontwikkeld tot vergader- en conferentiezalen, voor congressen, tentoonstellingen en andere feestelijke evenementen.
